Un proyecto europeo coordinado por la UC3M busca crear nuevos procedimientos para mejorar el tráfico masivo de drones
Crear nuevos procedimientos para mejorar el tráfico masivo de drones es el objetivo de LABYRINTH, un proyecto europeo de investigación coordinado por la Universidad Carlos III de Madrid (UC3M) en el que participan 13 entidades internacionales en los ámbitos de la I+D+i, el transporte, las emergencias y los servicios auxiliares. Con estas aplicaciones para enjambres de drones los investigadores esperan mejorar el transporte civil por carretera, tren, mar y aire haciéndolo más seguro, eficiente y sostenible.
“El objetivo principal del proyecto es incluir un cierto grado de automatización, de manera que un operador pueda controlar una pequeña flotilla de hasta 10 drones manejando una única estación de tierra”, señala el coordinador de LABYRINTH, Luis E. Moreno, investigador del Robotics Lab de la UC3M. “La idea es que el operador indique qué misión hay que hacer (por ejemplo, vigilar el tráfico en una zona determinada) y que el sistema convierta de manera automática esa misión en un conjunto de rutas que cada dron tiene que ejecutar, calculando alternativas cuando sea necesario de manera automática”, explica. Además de la planificación y control de rutas, hay otras dos áreas tecnológicas en las que se está trabajando: las comunicaciones a través de redes 5G (para que los drones estén conectados en todo momento) y la seguridad informática que hay detrás de todo el sistema.
Los investigadores ya han desarrollado una primera estrategia de planificación de trayectorias y de prevención de colisiones para enjambres de drones para entornos tridimensionales, en un artículo publicado en la revista Sensors. Para ello, primero diseñaron un modelo 3D que simula un entorno urbano, donde establecieron zonas de despegue y de aterrizaje, y posteriormente probaron un algoritmo de planificación que se encargaba de calcular rutas óptimas y fluidas para un conjunto de drones. Finalmente, implementaron diferentes medidas (vuelos a distinta altura, control de distancia, etc) para conseguir una estrategia que evitara posibles colisiones.
Los investigadores del proyecto LABYRINTH desarrollan estas tecnologías en el marco de U-Space, un nuevo sistema europeo de gestión del tráfico aéreo de drones liderado por la iniciativa SESAR (Single European Sky ATM Research). Este nuevo marco está diseñado para integrar operaciones de drones de bajo nivel, por debajo de 120 metros (400 pies), de manera segura y eficiente en el espacio aéreo europeo.
“Los controladores aéreos usan sistemas ATM (Air Traffic Management) para gestionar la circulación de los aviones comerciales de manera segura. De forma similar, es imprescindible el desarrollo de un UTM (Unmanned Traffic Management) que permita que los drones compartan el espacio aéreo entre ellos y con el resto de aeronaves”, explica otro de los científicos que participa en este proyecto, Francisco Valera, integrante del NETCOM (Networks and Communications Services) de la UC3M. Este grupo de investigación ha presentado además recientemente junto con Telefónica I+D y el Instituto IMDEA Networks un estudio experimental sobre la utilización de tecnologías celulares en redes de drones en la revista Sensors.
Posibles aplicaciones
Los drones pueden ser útiles en diferentes aplicaciones, como en las operaciones de entrega y transporte de mercancías, de vigilancia en diferentes entornos o en el acceso a lugares de difícil acceso en situaciones de emergencia, por ejemplo. Sin embargo, hasta la fecha las preocupaciones por la seguridad de los vuelos han limitado su uso y, a menudo, resulta ilegal utilizarlos en determinadas áreas públicas. Se estima que para 2035 habrá alrededor de 400.000 aviones no tripulados volando en Europa, por lo que el gran desafío en este sentido será gestionar de forma segura el tráfico de drones en ciudades y otras áreas sensibles a la congestión.
Las aplicaciones previstas en el marco del proyecto LABYRINTH atañen a entornos muy diferentes en España. Por ejemplo, se trabaja junto con la Dirección General de Tráfico (DGT) en la utilización de enjambres de drones para mejorar el transporte en carretera, analizando aspectos como el control de velocidad, la medida de la distancia entre vehículos, la identificación de matrículas y el seguimiento y soporte en caso de accidentes. En aeropuertos, en otra iniciativa realizada con el Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial (INTA), se pretenden utilizar para el control de accesos no autorizados, la inspección de pistas o como medida de disuasión contra aves. Y en el caso de la gestión de emergencias en escenarios de concentración de masas (como conciertos o eventos deportivos), se colabora junto con SAMUR-Protección Civil de Madrid en operaciones de vigilancia preemergencia (identificación de rutas de escape, puntos de asistencia médica o zonas peligrosas, cálculo de capacidad de calles) y en la asistencia en operaciones médicas (ruta más rápida al incidente, transporte de material especializado o medicinas).
LABYRINTH (Ensuring drone traffic control and safety) es un proyecto financiado por el Programa H2020 de la Unión Europea (GA 861696) que está coordinado por la UC3M. Este consorcio de I+D+i está conformado por 13 centros de investigación y socios industriales de 5 países (Alemania, Austria, Bélgica, España e Italia). Las instituciones que participan en España, además de la UC3M, son la Dirección General de Tráfico (DGT), el Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial (INTA), el Sámur-Protección Civil de Madrid y las empresas Expace on Board Systems, Inncome, PONS Seguridad Vial y Telefonica I+D. Además, forman parte del proyecto la Autoridad Portuaria del Mar de Liguria Occidental (Italia), el Centro Aeroespacial Alemán (DLR), el Instituto Alemán de Normalización (DIN), el Instituto Austriaco de Tecnología (AIT) y la Organización Europea para la Seguridad de la Navegación Aérea (EUROCONTROL).
Referencias bibliográficas:
Blanca López, Javier Muñoz, Fernando Quevedo , Concepción A. Monje, Santiago Garrido, Luis E. Moreno (2021). Path Planning and Collision Risk Management Strategy for Multi-UAV Systems in 3D Environments. Sensors. Clave: A Volumen: 21, N. 4414 (2021), p. 1-21. DOI: https://doi.org/10.3390/s21134414
Victor Sanchez-Aguero, Luis F. Gonzalez, Francisco Valera, Ivan Vidal y Rafael A. López da Silva (2021). Cellular and Virtualization Technologies for UAVs: An Experimental Perspective. Sensors. Volume 21(9), N. 3093; DOI: https://doi.org/10.3390/s21093093
